การ ทดสอบ แนว เช อม ด วย สาร แทรกซ ม

สวัสดีครับเพื่อนๆ หลายๆคนที่อยู่ในวงการอุตสาหกรรม ,งานก่อสร้าง ,งานเชื่อม หรืองานตรวจสอบความสมบรูณ์ของวัสดุต่างๆ อาจจะเคยได้ยินคำว่า “การทำ PT ” มาบ้างแล้ว ดังนั้นวันนี้ทางเพจนายช่างมาแชร์จะขอมาตีแผ่กระบวนการตรวจสอบวัสดุด้วยวิธีการ PT แบบเบื้องต้น และพยายามให้ครอบคลุมที่สุดนะครับ

การตรวจสอบแบบ PT มาจากชื่อเต็มๆว่า Penetrant testing ซึ่งหากแปลตรงตัวก็จะแปลว่า “การทดสอบ (ความบกพร่องของเนื้อวัสดุ) โดยการใช้สารแทรกซึม” หรือในชื่อ Dye penetrant inspection (DP) หรือ Liquid Penetrate Inspection (LPI)

โดยหลักการคือ สารแทรกซึมนั้นสามารถซึมเข้ารูหรือที่แคบๆที่เป็นรอยร้าวขนาดเล็กได้ ซึ่งสามารถใช้ได้ดีกับชิ้นงานที่เป็นโลหะ *แต่สำหรับอโลหะก็ทำได้เช่นเดียวกันนะครับ โดยจะใช้น้ำยาแทรกซึมต่างกันไปครับ

การทำ PT ถือว่า เป็นกระบวนการทดสอบแบบไม่ทำลาย หรือ NDT (Non-destructive testing) วิธีหนึ่งครับ ซึ่งกระบวนการตรวจสอบแบบ PT นี้ถือเป็นวิธีนิยมใช้มากที่สุด เพราะข้อดีของการทำ PT มีมากมาย เช่น สามารถนำไปใช้กับงานได้หลากหลายรูปแบบ ซึ่งรูปร่างของวัสดุไม่ได้เป็นข้อจำกัดในการทดสอบ ,ระยะการตรวจสอบเวลาที่รวดเร็ว ,เข้าถึงหน้างานได้ง่ายครับ และที่สำคัญราคาไม่แพง

หลักการของสารแทรกซึม

โดยทั่วไปแล้วของเหลว (Liquid) จะสามารถแทรกซึมเข้าสู่ตำแหน่งต่างๆได้ โดยอาศัยหลักการ “Capillary action” หรือพูดง่ายๆคือ ความสามารถในการแทรกซึมนี้แหละครับ ทั้งนี้คุณสมบัติการแทรกซึมจะมาก หรือจะน้อยขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 3 อย่างหลักๆ คือ

1. ขนาดของรอยความไม่ต่อเนื่อง (Size of Discontinuity) 2. ความตึงผิวของของเหลว (Lquid Surface tension) 3. ความสามารถในการเปียก (Wet Ability)

ดังนั้นหากเราจะเลือกสารแทรกซึมชนิดหนึ่ง มาใช้ในงานของเรา ก็สามารถนำทฤษฎีของ Capillary action มาประยุกต์ใช้ได้เลยนะครับ

อุปกรณ์สำหรับการทำ PT

สำหรับการทำตรวจสอบ PT, Penetrant Testing หรือ การตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึมบนชิ้นงาน เราจะมีอุปกรณ์หลักๆ ดังนี้นะครับ

(i) น้ำยาแทรกซึม หรือ สาร Penetrant (กระป๋องสีแดง) เอาไว้ลงสารแทรกซึมไปที่ชิ้นงานเพื่อหาความเสียหายที่เกิดขึ้น มีทั้งแบบมองเห็นด้วยแสงสว่าง (Visible penetrant) และ แบบเรืองแสง (Fluorescent penetrant)

(ii) น้ำยาทำความสะอาด หรือ สาร Cleaner (กระป๋องสีน้ำเงิน) ใช้สำหรับทำความสะอาดชิ้นงานก่อนเริ่มทำการตรวจสอบชิ้นงาน โดยในกระป๋องจะมีทั้ง Cleaner ที่เป็นตัวทำความสะอาดทั่วๆไป และ Remover ที่เป็นสาร Solvent ไว้สำหรับชะล้างสารแทรกซึมส่วนเกิน *ซึ่งหมายความว่าเราจะไม่สามารถใช้สาร Cleaner ทั่วๆไปสำหรับทำความสะอาดในงานตรวจสอบ PT ได้ครับ

(iii) น้ำยา Developer (กระป๋องสีขาว) หรือ สารที่ใช้สำหรับดูดซึมน้ำยาแทรกซึมออกจากข้อบกพร่องของชิ้นงาน และมีหน้าที่สำหรับการดึงสารแทรกซึมขึ้นมาจากรอยแตกในชิ้นงาน เพื่อให้สามารถตีผลความสมบรูณ์ของเนื้อวัสดุครับ ซึ่งมีคุณสมบัติแขวนลอยอยู่ในตัวทำละลายที่ไม่มีส่วนผสมของน้ำอยู่ (No aqueous wet developer)

โดยชุดน้ำยา PT นั้นจะต้องมีคุณสมบัติเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM E165 หรือ EN ISO 3452-2 หรือมาตราฐานแห่งชาติอื่นๆหรือเทียบเท่า และจะต้องถูกเก็บไว้ที่เหมาะสมตามข้อแนะนำของผู้ผลิตครับ

สำหรับเรื่องผ้าที่ใช้ทำความสะอาดเราก็ไม่สามารถมองข้ามได้เช่นเดียวกัน โดยไม่ควรเป็นขุ่ย หรือมีขน เพราะอาจะทำให้สิ่งสกปรก หรือตัวเศษผ้าไปทำให้ชิ้นงานไม่สะอาดครับ

ขั้นตอนการทำ Penetrant Testing (PT)

จากนั้นเราจะขอพามาดู 6 ขั้นตอน สำหรับการทำงานสำหรับการตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึม

โดยก่อนอื่นชิ้นงานต้องแห้ง และอุณหภูมิของชิ้นงานควรอยู่ประมาณ 10-52 องศาเซลเซียส หากไม่อยู่ในช่วงนี้อาจจะต้องมีแท่งประเทียบมาตราฐานและควรมีแสงสว่างเพียงพอ (ประมาณ 1000 lux)

(i) ทำความสะอาดชิ้นงาน ไม่ให้มีสิ่งสกปรกตกข้างอยู่ (Pre-Cleaning) โดยใช้สาร Cleaner โดยมีระยะแนะนำประมาณ 2″ และเช็ดทำความสะอาดออก

(ii) ทำการลงสารแทรกซึมเข้าไปที่ชิ้นงาน หรือน้ำยา Penetrant โดยมีระยะพ่นประมาณ 3″ และควรจะต้องทิ้งระยะเวลา (Dwell Time) ให้สารแทรกซึม ซึมเข้าไปประมาณ 5 นาทีขึ้นไป

(iii) ทำการเช็ดสารแทรกซึมออก เพราะฉะนั้นจะเหลือสารแทรกซึมที่ยังค้างอยู่ในรอยเสียหายของชิ้นงาน

(iv) ลงสาร developer ซึ่งจะเป็นตัวดึงสารแทรกซึมออกมา เพื่อให้เราเห็นความเสียหายของชิ้นงาน โดยมีระยะพ่นประมาณ 1 ฟุต หรือ 12 “

(v) ทำการตรวจสอบโดย Visual inspection หรือการตรวจสอบด้วยสายตา โดยผู้ที่มีรับรองจากสถาบันที่ได้มาตรฐานด้วยนะครับ

(vi) และสุดท้ายคือ การทำความสะอาดชิ้นงาน (Post cleaning)

ชนิดของสารแทรกซึม (Type of Penetrant)

สารแทรกซึมที่ถูกนำมาใช้ในงานตรวจสอบ สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ ตามชนิดของการมองเห็นคือ

1. สารแทรกซึมแบบมองเห็นด้วยตาเปล่า (Visible Penetrant)

เป็นสารแทรกซึมชนิดมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า โดยปกติสีจะตัดกับสีของ developer ครับ โดยทั่วๆไป สีของสารแทรกซึมจะเป็นสีแดง และสีของ developer สีขาว

โดยความสว่างสำหรับในการมองเห็นควรมากกว่า 1,000 ลักซ์ โดยความไว หรือ Sensitivity ของการทดสอบแบบมองเห็นด้วยตาเปล่าจะช้ากว่าแบบสารแทรกซึมแบบเรืองแสงครับ แต่เรื่องความสะดวกในหน้างานสารแทรกซึมแบบมองเห็นด้วยตาเปล่ากินขาดครับ เนื่องจากไม่ต้องทำในที่มืด และชนิดนี้ถือเป็นที่นิยมที่สุดครับ

2. สารแทรกซึมชนิดวาวแสง (Fluorescent dye)

เป็นสารแทรกซึมวาวแสง หรือเรืองแสง ที่จะมองได้เห็นภายใต้แสงแบล็กไลท์ (Black light) เท่านั้นครับ

ภาพตัวอย่างของการทำ PT โดยใช้สารแทรกซึมชนิด Fluorescent dye ที่ทำการทดสอบบนชิ้นงาน

โดยสีที่เห็นมักจะเป็นสีเขียว ไม่ก็สีเหลืองซึ่งจะมีความยาวคลื่น 200 – 400 nm ซึ่งช่วงนี้จะเป็นอันตรายต่อผิวหนัง และสายตาของคนเราครับ ดังนั้นจึงใช้ตัวกรองแสงช่วงความยาวคลื่นที่เป็น UV ออกเหลือแค่ 320-400 nm ครับ

หลังจากเราลงน้ำยาแทรกซึมแล้ว ขั้นตอนต่อมาก็ใช้สาร develop ดึงสารแทรกซึมออกมาตามปกติ หลังจากนั้นเราจะต้องใช้แสง Black light ส่องเข้าไปที่ชิ้นงานเพื่อดูความเสียหาย หรือความไม่ต่อเนื่องของชิ้นงานครับ โดยตามข้อกำหนดมาตราฐานสากลของ ASME section V กำหนดไว้ว่า “ความเข้มของสาร Blacklight จะต้องไม่เกิน 1,000 μW/cm2 และไม่น้อยกว่า 12 W/m2 ตาม มอก.1324

โดยไส้ในหลอด Blacklight จะต้องถูกอุ่นก่อนอย่างน้อย 5 นาที และผู้ตรวจสอบก็ต้องปรับสายตาก่อนไปทดสอบ 5 นาทีด้วยเช่นกัน

วีดีโอแสดงขั้นตอนในการทำ PT ด้วยสารแทรกซึมแบบ Fluorences

แล้วพบกับสาระดีๆ ในโพสถัดๆไปที่เพจนายช่างมาแชร์ ถ้าเพื่อนๆชอบบทความ ฝากกดไลท์ หรือกดแชร์เพื่อเป็นกำลังใจให้ทางเพจนะครับผม